第14讲实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系

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1、第14讲实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系【方法指导】胡克定律的理解和应用（1）胡克定律的内容：F=kx°（2）定律的成立条件：弹簧发生“弹性形变”，且必须在弹性限度内。（3）表达式屮的x是弹簧的形变量，即弹簧伸长（或缩短）的长度，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度，弹簧伸长量或压缩量相同时，弹力大小相等，但方向不同。（4）表达式中的*是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软”“硬”程度，是由弹簧本身的性质决定的。在国际单位制中鸟的单位为“N/m”。（5）根据胡克定律，可作出弹力F与形变量；v的图彖，如图所

2、示，这是一条通过原点的倾斜FAF直线，其斜率（二=丝）反映了£的大小，故胡克定律还可写成：&F=kZ即弹力的变化x心【对点题组】1.在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中,得到某弹簧的伸长量攵与弹力/之I'可的关系图彖,下列说法屮正确的是（A.弹簧的劲度系数为30.0N/mB.弹簧发生弹性形变时，弹力大小与弹簧伸长（或缩短）的长度成正比C.由图象可知弹簧原长为5.0cmD.当弹簧伸长2.5cm时，弹簧弹力为0.75N2.下列关于“探究弹力和弹簧伸长的关系''实验的说法中正确的是（）A.实验中F的具体数值必须计算出来

3、B.如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度厶替代x,F-L也是过原点的一条直线A.利用F-x图线可求出k值A.实验时要把所有点连到线上，才能探索得到真实规律2.由实验测得弹簧的长度厶与弹力F的关系如下图所示，则弹簧的原长为cm,劲度系数为N/m03.用如下图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙屮"虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙屮山虚线所示，已知每个钩码质量为50g,重力

4、加速度g=9.8m/s他通过实验得到如图(〃)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长Xo=cm,劲度系数k=N/mo他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度尸cm。6.如下左图所示，是探究某根弹簧的伸长量兀与所受拉力F之问的关系图，右图根据实验数据做出弹簧的伸长量X与所受拉力F之问的关系图：,则被测弹簧的劲度系数为N/mo挂三个钩码时弹簧的形变量cm。2.某同学利用如图⑺)装置做“探究弹簧弹力人小与其长度的关系"的实验。（1）弹簧的劲度

5、系数是N/m（2分）（2）当弹簧受F2=860N的拉力作用时，弹簧伸长量为乃=cm。7.某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长兀o=4.6cm,再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记录如下表所示.钩码个数12345弹力F/N1.02.03.04.05.0弹簧的长度兀/cm7.09.011.013.015.0（1）根据表中数据在图中作出F-x图线.（2）由此图线可得，该弹簧劲度系数E.（3）图线与兀轴的交点坐标

6、大于兀。的原因是・8.在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系''实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩码（每个钩友的质量均为m=0」kg,取£=1Om/s2）,并记录绳下端的坐标X加/（下标，表示挂在绳下端钩码个数）。然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端面的坐标X趾，绳下端坐标的平均值&二（X帕・+X血）/2的数据•如下表：挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标（Xj/mm）甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.5433

7、5.0264.25394.5281.36462.0301.0（1）同一椽皮绳的X加iX茁（大于或小于）；（2）同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；（3）选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数£=N/m；（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？答案精析【对点题组】1.20^041.【答案】ABD【解析】从图中可知，当戶L2N吋，弹簧的伸长量为4cm,根据胡克定律F=kx可得BN/m=30N/m,A正确，弹簧的伸长量x与弹力f之间的关系图象是通过原点的直线，所以弹簧发生弹性形变时，弹力大

8、小与弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，B正确，从图像中不能得出弹簧的原长，C错误，根据胡克定律可得当弹簧伸长2.5cm时，弹簧弹力为F=）U=30x0.025N=0.75N,D正确。2.【答案】C【解析】该实验研究弹簧弹力与其伸长量之I'可的关系，可以用一个钩码的重力作为弹力的单位，因此弹力F的具体数值没必要计算出来，A错。通过实验可知F*x（伸长量）是过坐标原点的一直线，而用厶代替x后，则F—厶图线